CN104405271A - 纳米纱窗 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米纱窗，包括框架以及嵌在所述框架上的纱布，纱布包括由两层无纺布和置于两层无纺布中间的至少一层纳米纤维膜构成的无纺布叠加层，纳米纤维膜由纳米纤维交叉构成，在纳米纤维之间形成有孔径范围为0.1μm～0.5μm的孔隙。本发明使用了纳米纤维这种特殊的超细纤维，这种超细纤维的表面含有具有吸附作用的活性炭颗粒。超细纤维具有较大的比表面积，与空气中的颗粒、小分子有害物质有较多的接触机会。而纤维与纤维之间的交叉，形成的孔隙，也呈现出纳米尺度的分布范围，一般10μm厚的纳米纤维膜的孔径范围为0.05μm～0.5μm，因此纱窗可以阻挡0.5μm以上的颗粒，且阻挡率提高很多。我们可以控制纳米纤维膜的厚度，来改变孔径的范围，实现过滤空气中更小的颗粒。

Description

纳米纱窗

技术领域

    本发明涉及一种纱窗，具体是一种可过滤PM2.5颗粒的纳米纱窗。 

背景技术

开始时，纱窗主要用于防蚊虫、防风，另外，可以过滤一些进入房间的毛状物及杂物。是市面上比较流行的是纱窗，一般隐形纱窗可自行调整纱盒内弹簧力量，纱盒可以被拆下加力减力，有的还可自动除浮尘。由于为金属材质，纱窗较重，并且纱窗的安装工艺复杂。在非典和猪流感时代，卫生部就一直在宣传要勤开窗呼吸新鲜空气，少开空调，这说明要想全家有一个健康的环境，必须要使用纱窗，也说明了纱窗比空调要重要。而现在人们对于室内的空气质量要求极高，而现有的纱窗的孔径大，对阻挡空气中的微小颗粒，阻挡率低，几乎没有任何阻挡作用。而在雾霾天气时，人们几乎无法开窗。在汽车内部，人们无法开启空调，因为空气中含有的颗粒也随着空调的流通。即使在晴好天气时，空调一般会配有新风机组，而机组中都会配备粗效或中效空气过滤器，也会有一定的空气过滤效果，但它配的是粗中效的滤网，从测试数据来看，粗中效滤网对PM2.5的效果并不明显，最多不会超过50%。 

发明内容

鉴于现有纱窗的缺陷，本发明提出了一种轻薄、透气、防风，过滤微小颗粒的纱窗。 

本发明采用的技术方案是： 

一种纳米纱窗，包括框架以及嵌在所述框架上的纱布，其特征在于：所述的纱布包括由两层无纺布和置于两层无纺布中间的至少一层纳米纤维膜构成的无纺布叠加层，所述的纳米纤维膜由纳米纤维交叉构成，在纳米纤维之间形成有孔径范围为0.1μm～0.5μm的孔隙。

在纳米纤维表面或者内部设置有活性炭颗粒。 

所述的纳米纤维的直径为0.05μm～0.5μm；所述活性炭颗粒的粒径为0.2μm～0.3μm。 

所述的纱窗还包括1尼龙层和无纺布叠加层采用2磁条连接到3纱窗的框架上的。 

与现有技术相比，本发明纱窗，可以让人们自由开窗，开窗户可以产生对流，让室内外的空气流通起来，无论是在晴空万里的天气中还是在雾霾天气中，人们每天都可以开通窗户，降低室内的CO₂的浓度。该纱窗不但可以改善现有纱窗的缺陷，而且可以抵抗风。另外，可以将纱窗膜拆卸下来，通过反向风力将纱窗清理干净，因此该纱窗还具有一定的自清洁作用。该纱窗由于直通孔径小，具有小孔成像的效应，还有使太阳的直射光线变得柔和温暖。该纱窗可以通过采用不同厚度的纳米纤维膜，不同材料的纳米纤维膜，添加不同的功能性颗粒使得纱窗具有阻挡和吸附作用等功能。 

本发明专利涉及到一种轻质的尼龙纱窗和覆盖纳米纤维膜的无纺布叠加层，靠近室外的是一层尼龙纱窗，而靠近室内的是复合一定质量纳米纤维膜，克重为20g/m²的无纺布。 

本专利在使用时，室外空气的颗粒透过4尼龙纱窗抵抗一定的风力，并将一些颗粒和较大的杂质阻挡在室外，较小的颗粒就会经过5纳米纤维无纺布，在4尼龙层的支撑作用下，由于5纳米纤维膜的平均直通孔径为0.4μm，因此5纳米纤维无纺布可以阻挡一些较小颗粒，室外空气中有危害的汽车尾气，可以被活性炭颗粒吸附，而阻挡在室外。纳米纤维膜的SEM电镜图如图2。 

有益效果

（1）本发明的有益效果是使用了纳米纤维这种特殊的超细纤维，这种超细纤维的表面含有具有吸附作用的活性炭颗粒。超细纤维具有较大的比表面积，与空气中的颗粒、小分子有害物质有较多的接触机会。而纤维与纤维之间的交叉，形成的孔隙，也呈现出纳米尺度的分布范围，一般10μm厚的纳米纤维膜的孔径范围为0.1μm到0.5μm之间，因此纱窗可以阻挡0.5μm以上的颗粒，且阻挡率提高很多。我们可以控制纳米纤维膜的厚度，来改变孔径的范围，实现过滤空气中更小的颗粒。

（2）我们可以改变无纺布的克重来改变纳米纱窗的透光性。可以通过不同的无纺布与不同厚度的纳米纤维膜的组合来改善纳米纱窗的透光性和过滤效率。 

（3）纳米纱窗阻挡0.5μm以上的颗粒，并且由于轻薄使得纳米纱窗的透气性提高，透气性提高，人们就可以打开窗户，让室外的空气与室内的空气流动起来，使得人们在室内的空气清新。 

（4）本发明所述的将活性炭颗粒混入溶液中，然后将其掺入到纳米纤维膜上，用来增加其粘附性，防止在使用过程中活性炭的脱落，同时可以阻止空气中的较大的细菌或者吸附室内的甲醛等有害成分。 

（5）用磁条粘附尼龙纱窗和无纺布纳米纤维膜，有利于无纺布纳米纤维膜的更换，也有利于清理纳米纤维膜上粘附的颗粒物，自清洁作用强，替换清洗方便快捷。 

（6）本发明尼龙纱窗靠近室外，可以减轻无纺布的承受风力的负担，并且窗户可以是内外的空气流通，使得室内形成一个新鲜空气的空间。 

（7）本发明中无纺布是拒水的无纺布，当遇到下雨天，雨水无法贱进室内，避免造成室内的装修破坏同时雨水也无法破坏纳米纤维膜层。 

附图说明

图1是本发明的结构图； 

图2是本发明的剖面示意图

图3是本发明纳米纤维扫描式电子显微镜下表面形态图。

具体实施方式

下面结合具体实施案例，进一步阐述本发明，而这些实施案例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。同时，在阅读本发明讲授的内容后，本领域的技术人员可以对本发明做各种改动或修改，这些等价形式同样属于本申请所附权利要求书所限定的范围。 

本发明纳米纱窗，包括框架以及嵌在所述框架上的纱布，其中纱布由两层无纺布和置于两层无纺布中间的至少一层纳米纤维膜构成，该纳米纤维膜由纳米纤维交叉构成，在纳米纤维之间形成有孔径范围为0.1μm～0.5μm的孔隙。在纳米纤维表面或者内部设置有活性炭颗粒。所述的纳米纤维的直径为0.05μm～0.5μm；所述活性炭颗粒的粒径为0.2μm～0.3μm。 

实施例1

PES溶液在电场力的作用下被拉伸形成纳米纤维，沉积在以2m/h速度向前牵引的聚丙烯无纺布上。

聚丙烯无纺布多用于滤芯的填充层，它的特点是高强度、耐高温性能好、耐老化、抗紫外线、延伸率高、稳定性和透气性好、耐腐蚀、隔音、防蛀、无毒。PES耐热性、耐水解性好，抗蠕变，尺寸稳定性优良，具有突出的阻燃性能，应用于电子机械领域、汽车领域和医药器材、涂料等。气泡静电纺丝法可以制备较大比表面积的PES纳米纤维膜，可以覆盖聚丙烯无纺布的大部分孔径，使得无纺布的孔径减少，同时再叠加一层可以是纳米纤维膜牢固地嵌入无纺布中。此时，该纳米纱窗可以用在家庭的防护纱窗上，可以阻挡外界的微细颗粒，可以吸附有害气体，减少有害气体进入室内。测试0.3μm的微粒过滤效率达到了95%以上。 

实施例2

在PES纺丝溶液中添加二氧化钛，二氧化钛具有很高的光催化活性、稳定性、无毒性、反应次数多以及容易获得等优点，从而使得它成为目前很有潜力的光催化材料。所以，把二氧化钛利用气泡纺丝的方法粘附在聚丙烯无纺布附着到纱窗上，这样既可以在交换空气的同时又起到了降解VOC等污染物的目的，从而达到了在排出室外的过程中就把它降解了。此时的纱窗多出现在雾霾天气或者刚装修完的居室中。

实施例3

在PES纺丝溶液中添加纳米活性炭，活性炭是一种很细小的炭粒 有很大的表面积，而且炭粒中还有更细小的孔——毛细管。这种毛细管具有很强的吸附能力，由于炭粒的表面积很大，所以能与气体（杂质）充分接触。

添加活性炭无纺布过滤层，它可以吸附体积极小的微粒，使含有害物的空气通过纱窗的滤料过滤进化后再进入室内。此种过滤纱窗不仅具有除尘、功能，而且还具有杀菌、除味的特点。可以广泛应用于办公环境，消除室内异味、烟尘；应用于家居环境，可去除家中卧室的人体异味、卫生间异味、厨房里的腐霉味等；应用于装修环境，能高效去除由于使用油漆、复合板、防水涂料等产生的大量甲醛、苯之类的有毒易挥发物。应用于医院环境，可清除空气中过敏性疾病的过敏源等；应用于交通环境，可去除车、船、飞机内烟、雾、人体异味、装饰材料挥发物等。在实际生活中，室外纳米过滤纱窗具有很大的可行性和实用性。 

Claims (4)

1.一种纳米纱窗，包括框架以及嵌在所述框架上的纱布，其特征在于：所述的纱布包括由两层无纺布和置于两层无纺布中间的至少一层纳米纤维膜构成的无纺布叠加层，所述的纳米纤维膜由纳米纤维交叉构成，在纳米纤维之间形成有孔径范围为0.1μm～0.5μm的孔隙。

2.根据权利要求1所述的纳米纱窗，其特征在于：在纳米纤维表面或者内部设置有活性炭颗粒。

3.根据权利要求2所述的纳米纱窗，其特征在于：所述的纳米纤维的直径为0.05μm～0.5μm；所述活性炭颗粒的粒径为0.2μm～0.3μm。

4.根据权利要求1或2所述的纳米纱窗，其特征在于：所述的纱窗还包括一尼龙层，所述的尼龙层和无纺布叠加层采用磁条连接。